基于核心素养的高中生物实验教学实践

黄金秋

[摘要]在高中生物实验教学中，逐步引导学生构筑科学生命观念、提升理性思维能力、训练科学探究能力、培养社会责任意识，可有效提升生物教学质量，同时培养学生的生物学核心素养。

[关键词]核心素养；高中生物；实验教学

[中图分类号]G633.91[文献标识码]A[文章编号]16746058（2018）05008802

高中生物教学活动中，不管是哪一个模块的教学，都跟实验有密切的关系。高中生物的实验教学很多都是源于教材中的科学史，这些科学史往往被作为精彩的典例融入实验教学中，以引导学生进行实验探究。核心素养体系的提出，让教师对高中生如何学习生物学知识、应达到怎样的学习目标有了具体的理论依据。那么，在核心素养背景下如何有效开展高中生物实验教学呢？

一、层层递进，构筑科学生命观念

发展学生的核心素养是希望学生身心健康、学会学习。在高中生物课堂中，教师对生物学知识的教学不能只停留在让学生机械模仿和死记硬背上，而是要让学生能够对知识融会贯通。在高中生物实验教学中，始终贯穿着对高中生物学概念的把握、质疑和验证，因此教师应层层递进，逐步引导学生通过实验真正掌握生物学概念，找到学习的窍门，并在实验的过程中构筑科学生命观念。

例如，学生在初中就已学会运用低倍显微镜观察细胞，进入高中后，就要学会运用高倍显微镜来观察细胞。对此，教师可让学生或利用教材的材料，或查找资料了解高倍显微镜的使用方法。在学生掌握了高倍显微镜的使用方法后，教师应层层递进地引导学生进行实验操作，让学生学会应用高倍显微镜观察细胞的形态与结构。这样，学生就能深刻体会到细胞结构的多样性和统一性，也有助于学生在《分子与细胞》学习中逐步建立起生命体结构与功能相适应的观点。这样，学生的学习兴趣被激发，也形成了乐观向上的学习态度和学习行为，而我们的科学生命观念教育也容易获得成功。

二、知先行后，提升理性思维能力

布鲁纳强调：学生主动思考和探索求知，最终达到对所学知识的理解和掌握。因而，在高中生物实验教学中，教师应更好地培养学生积极求证、“知先行后”的科学精神，提升学生的理性思维能力。

例如，“环境容纳量”是研究种群数量增长时涉及的一个重要概念，为了加深学生对此概念的理解和掌握，教师可对教学顺序进行调整，如先做酵母菌的培养实验。此探究实验的周期（7天）较长，因此应首先定好计划；然后组织学生讨论教材中提出的问题；接着将学生分成四组，按表1中所列条件（其他条件相同且适宜）进行实验；最后用橡皮塞塞好1000mL的锥形瓶口，在室温下进行酵母菌培养。

在实验过程中，教师要求学生每天都定时观测实验结果。在此时，学生就会提出“记录的表格应当如何设计”的问题，对此师生共同解决。最后，四个小组都用曲线将所得的数值表示出来。当四个小组将自己的探究结果在课堂上展示时，学生有了新的疑问：为什么这四条曲线会有差异？原因是什么？学生积极讨论，教师再引出“环境容纳量”这个概念，并强调环境条件对K值的影响。在学生讨论的基础上，教师再提出问题：这个实验每天都必须定时观测的原因是什么？在实验条件完全相同的情况下，是否能得到相同的实验数据？从而很自然地引出影响酵母菌数量的条件，圆满完成本节课的教学任务。

通过这样对教学内容进行处理，学生将对概念的认识和实验统一结合起来，并通过自己积极思考、动手求证，学到相关的生物学概念，最终培养了理性思维能力。

三、积极思考，训练科学探究能力

科学探究是研究自然科学的基本方法，在高中生物中无处不在。持之以恒，坚持不懈，努力进行科学探究是科学家获得成功的原因。对此，教师要想方设计让学生感受到实验的乐趣，主动参与实验探究，并积极思考相关问题，从而不断提升学生的科学探究能力。

例如，教学“遗传物质的探索历程”时，教师可先给学生介绍“格里菲斯实验”：格里菲斯利用兩种类型的细菌（R型菌和S型菌）、小鼠作为实验材料，并进行四组对照实验。四组实验对小鼠的处理条件各不相同，四组实验之间相互对照，结果也都大相径庭（见表2）。然后，请学生分析实验现象并得出格里菲斯的推论。在学生

得出推论后，教师继续提出问题：这种转化因子究竟是

什么物质？接着再给学生介绍艾弗里及其同事是如何对S型菌中的物质进行提纯和鉴定的，从而引导学生进一步思考：如何证实S型菌中的哪一种物质是转化因子？在学生主动参与科学探究的基础上，教师介绍艾弗里采用的主要技术手段（细菌的培养技术、物质的提纯和鉴定技术等），从而说明科学成果的取得必须有技术手段做保证，技术的发展需要以科学原理为基础。最后，呈现噬菌体侵染细菌的实验，总结实验的最关键问题是如何才能把DNA与蛋白质分开。

上述教学中，让学生借鉴科学家的经典实验进行科学探究，并主动参与实验设计与操作，可不断提升学生的科学探究能力。

四、学会健康生活，培养社会责任意识

在高中生物实验教学，教师应多关注科技的新进展及热点问题，同时联系实际生活中存在的各种生物学问题渗透STSE教育，引导学生学会处理和解决生活问题，从而促进学生掌握生物学知识和健康生活常识，学会健康生活，并勇于承担社会责任。

例如，在教学“酒精与酸性重铬酸钾的反应”时，教师可提出问题：“酵母菌在缺氧条件下可以产生酒精（C2H5OH）”这一实验原理（表3）中的颜色反应可以应用在日常生活吗？这一问题的提出，引起了学生极大的兴趣。

此时，教师可适时介绍酒精测试仪的应用原理，借此教育学生珍爱生命、拒绝酒驾。教师可再提出问题：酵母菌是一种兼性厌氧菌，要酿造果酒，应当对酿酒的条件进行怎样的处理？学生对问题进行积极探讨。通过这些实验教学，学生不仅理解了呼吸作用的概念和原理以及在生产实践中的应用，而且学会了健康生活，增加了社会责任感。

又如，在学生掌握一定的遗传学基础知识之后，教师可让学生调查人类的遗传病。通过调查，不但可使学生了解到近亲为何不能结婚、应当如何判断某种遗传病的遗传方式、怎样进行遗传咨询等问题，还能让学生明确他们承担着向社会大众普及生物学知识，将来进行优生优育以减轻社会负担、造福社会的责任和义务，从而培养学生

的

社会责任意识。

综上可知，在高中生物实验教学中，教师应不断改进教学方法，努力构筑学生的科学生命观念并提升学生的理性思维能力，引导学生在课堂上积极思考、探究，不断训练学生的科学探究能力。同时，还要让学生学会健康生活，明确自己承担的社会责任，从而更好地养成生物学核心素养。

（责任编辑黄春香）